本文主要介绍了应用于药芯焊丝自动配粉生产线的粉体配料系统的硬件组成、控制原理、程序设计，该系统实现了满足药芯焊丝生产要求的高精度快速自动化粉料配制。

药芯粉料配制是药芯焊丝生产过程中的关键环节，对药芯焊丝产品质量和性能有重要影响。实现药芯焊丝配粉系统的自动化，不仅可以提高配粉速度和精度，而且可以大大降低工人的劳动强度，降低生产成本，提高劳动生产率，同时也有利于企业技术信息的保密工作。为此，天津三英焊业有限公司结合药芯焊丝生产工艺特点，与天津大学合作研制了 药芯焊丝自动配粉生产线。

1药芯焊丝自动配粉生产线的组成

药芯焊丝药粉的配制工艺流程如下：(1)预混粉配制一预混粉混合一烘干一预混粉入仓；(2)金属粉筛分一金属粉入仓；(3)成品粉配制一成品粉混合一烘干一交付下一工序。根据配粉工艺流程，药芯焊丝自动配粉生产线由药粉料仓、螺旋给料机、称量料斗、复核料斗和粉体配料系统组成，料仓下方对应称量料斗，为了防止漏称错称，并确保称量精度，在称量料斗下设置复核料斗，对每次称量的粉料进行重量复核。每个称量料斗及复核料斗上都配有3个称重传感器。传感器沿料斗径向安装并经接线盒将重量信号送至称重仪表。复核料斗由自行小车带动，复核料斗同时起到了集料斗的作用。

为了减少投资，降低成本，充分利用现有车间和设备，将预混粉配制和成品粉配制安排在同一生产线上，前面12个料仓供预混粉配制使用，后面12个料仓供成品粉配制使用。可以分别配制预混粉和成品粉。

2药芯焊丝自动粉体配料系统的硬件设计

药芯焊丝自动粉体配料系统由上位机、可编程控制器(PLC)、称重配料仪表、行程开关、变频器、温度传感器等组成。配粉开始时，小车到达指定称量料斗下方，变频器控制螺旋给料机双速给料，称量仪表将传感器采集的质量信号输出至PLC，到达设定质量值后，称量料斗的卸料闸门打开，将所配粉料卸到复核料斗。若卸下的药粉质量值在规定范围内，则进行下一粉料的配制，否则停机报警。当所选配方中全部粉料均已配制完毕，复核料斗闸门打开，将配好的粉料卸出，送至混粉机，开始下一周期的配粉流程。称量过程中，小车的位置由行程开关控制。由于部分粉料需加热除湿，因此这些料仓上有加热保温电路，温度传感器按一定时间间隔采集温度信号并送至PLC，由PLC控制使料仓温度保持在预定范围。

在药芯焊丝生产过程中，需经常根据用户的特定要求调整粉料配方，并且在这些配方最终确定前需要进行大量的配粉样品试验，也就是说，在药芯焊丝自动配粉生产线上还需要有完善的手动配粉功能，才能方便的对各种粉料进行配制试验，为此，设计了手动控制面板。

在正常情况下，上位机作为主机，发送各种命令，存储各种数据。通过PLC控制配粉流程，在需要进行配粉样品试验时由手动控制面板完成配粉流程的控制。上位机出现故障时也可以由控制面板上的各手动按钮作应急控制，控制面板上的按钮与上位机能实现相同的控制功能。

3，药芯焊丝自动粉体配料系统工作原理

上位机作为主机控制时，首先选择是预混粉配制还是成品粉配制，然后进行配方选择，按下启动按钮后配粉生产线自动完成配粉工作，并将配粉数据存储在上位机实时数据库中，以便进行数据统计和报表打印。在手动控制面板控制时，除选择预混粉配制还是成品粉配制外还应选择工作方式：手动、单步运行、单周期运行、自动及回原点。如果系统已经在初始位置，则可以按启动按钮开始配粉；若系统开始不在初始位置，则应首先选择回原点工作方式，按回原点启动按钮，小车将返回原点位置。因为系统既可以配制预混粉，又可以配制成品粉，因而系统的原点也有两个，预混粉配制时原点是位置0，成品粉配制时原点是位 置6。

在预混粉制备过程中，小车从位置0开始前进，分别在位置1，2，3，4，5，6(不同配方在某些位置不需配料)处配料，然后进至位置14卸料，所配粉料卸清后，根据命令选择返回0位置或6位置，以便开始下一轮的预混粉配制或成品粉配制。

在成品粉配制过程中，小车从位置6开始前进，分别在位置6，7，8，9，10，11，12，13等处配料(不同配方在某些位置不需配料)，然后进至位置14卸料，所配粉料卸清后，根据命令选择返回0位置或6位置，以便开始下一轮的预混粉配制或成品粉配制。

小车预混粉配制与成品分配制定位控制信号和配粉完成后卸料位置控制信号由固定在小车上的行程开关发出，并用调节挡铁位置的方法来保证小车上的复核料斗与称量料斗相对位置的准确性。

4药芯焊丝自动粉体配料系统的软件编制

4．1上位机程序

上位机主要实现配粉系统实时监控，由人机界面、数据管理、系统接口等3个程序模块组成。

药芯焊丝自动粉体配料系统的人机界面包括以下窗口：(1)主界面：显示系统版本号、密码，并包括配方管理、预混粉配制、成品粉配制几个选项，分别进不同窗口。

(2)配方管理界面：当选择主界面的“配方管理”后进入，该窗口实现以下功能：添加新配方、修改原配方、配方打印。

(3)预混粉配制界面：动态显示预混粉配制流程。

(4)成品粉配制界面：动态显示成品粉配制流程。预混粉配制界面和成品粉配制界面有以下按钮供流程操作与界面切换：报表显示、报警显示、实时趋势、连续生 产、单周期生产、启动、停止。

(5)报表显示界面：与系统数据库相连，显示每次配粉数据，并能统计班、日、月配粉报表数据。

(6)报警窗口：显示当前尚未处理的以及已经处理的各种故障报警。

(7)趋势窗口：实时显示当前配粉过程中粉料质量变化趋势，通过质量曲线的变化可以直观地看到系统工作情况。

数据管理模块由实时数据库组成，负责接收由称重仪表、温度传感器、行程开关等传来的各种数据，并对数据进行实时处理，同时数据库还负责有关数据的存储、统计，报表的形成，质量趋势的变化以及过程报警的控制，数据库通过人机界面把这些过程信息提供给操作人员，是整个监控系统的核心。

系统接口模块是上位机与PLC的接口，主要完成对PLC的监控，从PLC读取实时数据，将来自人机界面和实时数据库的各种控制命令写入PLC。

4．2PLC控制程序

PLC接收由上位机传来的配方数据和控制指令，根据各输入信号的状态及仪表数据来控制配粉设备的进程，并对各种异常状态做出相应报警和处理。

PLC的控制程序主要有以下两部分：

(1)主控程序模块：在上位机控制时，该模块程序控制PLC从上位机取得配方数据，完成配方中所需要的各种粉料的配制，并将配粉数据返回上位机实时数据库，以便上位机进行数据统计和报表打印。在手动控制面板控制时，PLC按接收到的按钮信号控制配粉流程。

(2)单种粉料自动称量程序模块：该称重模块由双速给料控制算法实现对单种粉料称量过程的控制，保证各粉料质量配比的精确性。设粉料给定质量值为，当落下粉料实测质量小于90％时，由螺旋给料机快速给料，以保证配粉速度，当落下粉料实测质量大于90％时，由快速给料改为慢速给料，以保证精度并避免产生超调，因为有落差的影响，当实测质量值等于一s时停止给料，s为终止给料提前量。

5结论

该自动粉体配料系统将应用于药芯焊丝自动配粉生产线，对提高配粉精度和劳动生产率，改善生产环境，保障药芯焊丝产品的质量有重要作用。该控制系统还可应用于其他类似称重配料生产线，有较强的推广价值。

 

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